在悖论中前行 物理学史话 自然科学 物理学 弦论 爱因斯坦 宇宙 物质 黑洞 一本 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汪振东 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115480767

商品编码：28074182817

包装：平装

开本：32

出版时间：2018-06-01

商品参数

在悖论中前行-物理学史话
	定价	49.00
	出版社	人民邮电出版社
	版次	1
	出版时间	2018年06月
	开本	32
	作者	汪振东
	装帧	平装
	页数
	字数
	ISBN编码	9787115480767
	重量

内容介绍

从亚里士多德到牛顿再到爱因斯坦，从行星运动三大定律到经典力学再到相对论和量子力学……这些伟大的人物不断探索物质世界的规律，一次又一次革新人类对世界的认知，由此我们才得以不断接近事物的本质。然而，物理学的每一次进步都需要人类付出巨大的努力。本书以时间为主线，通过一段段生动的故事展现物理学的发展历程，以历史的眼光看待这些正确的理论以及已被抛弃的错误理论对物理学的发展所起的作用。同时，书中也介绍了一些物理学家之间的恩怨纠葛，力图还原历史人物的真实面貌。 本书可供对物理学感兴趣的读者阅读。 

目录

 一部分　经典力学　1 

 一回　从古希腊说起　2 

二回　美地心说　9 

三回　不美的日心说　15 

四回　伯乐与千里马　20 

五回　近代物理学的开端　24 

六回　宇宙的新发现　30 

七回　一个美丽的实验　38 

八回　一个凄美的故事　43 

九回　浅谈微积分　50 

十回　力学三大定律　57 

十一回　苹果的故事　61 

十二回　牛顿与上帝　67 

十三回　有趣的天文测量　72 

二部分　电磁学　79 

十四回　静电学简史　80 

十五回　从青蛙腿到持续电流　85 

十六回　寻找电与磁的联系　89 

十七回　电动力学　92 

十八回　电磁感应　98 

十九回　电磁学的大统一　106 

二十回　波　111 

二十一回　寻找电磁波　116 

三部分　热力学和统计力学　121 

二十二回　热力学简史　122 

二十三回　热的本质　129 

二十四回　热力学　135 

二十五回　统计力学　142 

四部分　光学　149 

二十六回　光，波或微粒？　150 

二十七回　光谱的故事　156 

二十八回　光速的测量　163 

五部分　相对论　169 

二十九回　 一朵乌云　170 

三十回　为以太辩护　175 

三十一回　爱因斯坦与狭义相对论　179 

三十二回　关于狭义相对论的一些浅见　186 

三十三回　爱因斯坦的困惑　192 

三十四回　广义相对论　198 

六部分　量子力学　205 

三十五回　微观世界　206 

三十六回　黑体辐射　213 

三十七回　光电效应　217 

三十八回　原子的核模型　219 

三十九回　量子轨道　224 

四十回　电子的故事　228 

四十一回　矩阵力学　235 

附一回　爱因斯坦与诺贝尔奖　237 

四十二回　电子也可以是波　240 

四十三回　一个鬼魅般的实验　244 

四十四回　风流才子薛定谔　247 

四十五回　波动力学与矩阵力学　250 

四十六回　不确定原理和互补原理　253 

四十七回　爱因斯坦与玻尔的“战争”　256 

四十八回　EPR佯谬与薛定谔的猫　262 

四十九回　爱因斯坦的忧伤　266 

七部分　宇宙学　271 

五十回　宇宙在运动　272 

五十一回　探索宇宙起源　275 

五十二回　神奇的中子　278 

五十三回　恒星的命运　282 

五十四回　寻找大爆炸的证据　285 

五十五回　黑洞　288 

五十六回　奇点可以存在　292 

八部分　量子场论及弦理论概述　295 

五十七回　量子场论概述　296 

五十八回　后的统一？　298 

《星际漫游：宇宙航行的物理学》 内容简介 本书并非对已建立理论的简单回顾，而是一次面向未来的、充满想象力的物理学探索之旅。我们聚焦于人类如何利用和突破现有物理学框架，实现跨越恒星际的宏伟目标。本书的核心在于“可行性”与“想象力”的结合，探讨在现有理论边界上，如何构建下一代宇宙航行技术。 第一部分：超越牛顿与爱因斯坦的疆界——星际航行的理论基石 本部分深入探讨了在宏大尺度上实现高效星际旅行所必须面对的理论挑战。我们不会停留于狭义相对论对光速的限制，而是侧重于探索如何“绕过”或“规避”这一限制的理论构想。 1. 空间几何学的弹性：曲速驱动的工程学猜想 曲速驱动（Warp Drive）是科幻文学中的经典主题，但在理论物理学中，它依赖于对时空几何的极端操纵。本书详细分析了米格尔·阿库别瑞（Alcubierre）度规的数学结构，并着重于其实际工程学上的巨大障碍——负能量密度的需求。我们探讨了 Casimir 效应、量子真空涨落等前沿领域中是否存在可被宏观利用的负能量来源。讨论将集中于“可控的、局部的”时空变形，而非整体的、破坏性的时空结构改变。我们引入了“薄膜驱动”的概念，即通过在飞船周围创建一个受控的、低能耗的时空梯度场，以实现表观上的超光速移动，同时保证飞船内部的惯性参考系不受扰乱。 2. 虫洞的拓扑学与稳定性 虫洞，作为连接宇宙遥远两点的捷径，其理论基础在于广义相对论。然而，维持一个可穿越的虫洞需要“异物质”（Exotic Matter）——具备负能量密度的物质来对抗引力塌缩。本书将从量子场论的角度，审视“宏观稳定虫洞”的可能性。我们分析了量子引力理论（如圈量子引力或弦论的低能近似）对虫洞喉部的约束。重点探讨了“动态虫洞激活”的设想：利用极高强度的、瞬时产生的时空扰动，在极短时间内生成并稳定一个临时的连接通道，而非维持一个永恒的、需要持续能量输入的通道。 3. 惯性与引力的统一：反作用力引擎的探索 恒星际航行要求推进系统能产生巨大的、持续的推力，同时不对飞船本身造成剧烈的加速度冲击（G力）。我们探讨了非传统推进原理，如利用卡西米尔效应产生的推力，或基于“真空零点能提取”的离子推进系统的高级变体。特别地，本书深入研究了“惯性质量耦合驱动”的可能性——一种假想的设备，它能通过某种尚未完全理解的机制，在不喷射工质的情况下，改变自身在时空中的“惯性响应”，从而实现推力。这部分内容极大地依赖于对引力与量子效应之间更深层联系的理解。 第二部分：物质的极限与生命体的适应性——星际飞船的设计哲学 要实现跨越数光年的旅程，飞船的设计不再是简单的材料工程问题，而是涉及生命维持、辐射防护和能源自给自足的复杂系统。 1. 超级材料与自我修复的结构 星际介质中充斥着高能宇宙射线和微陨石。一本厚达数百页的简介需要详细阐述飞船结构材料的演进。我们关注“主动式防御结构”：结合了仿生学与智能材料的复合层。这包括利用电磁场偏转高能粒子流的“动态屏蔽层”，以及能够实时感知损伤并利用纳米机器人进行分子级修复的“自愈合复合材料”。书中将详细描述如何设计一种在数百年尺度上仍能保持结构完整性的生态系统。 2. 能源的终极来源：恒星际能源捕获与转化 化学燃料和裂变/聚变反应在星际尺度上都是低效的。本书将介绍“戴森群”（Dyson Swarms）的微型化与移动化设想——即飞船自身携带微型化、可展开的聚变反应堆或反物质存储系统。更进一步，我们探讨了如何利用“宇宙微波背景辐射”（CMB）作为低能耗、无尽的能源来源，尽管其能量密度极低，但通过高效的量子转换器，理论上可为维持生命支持系统提供基础电力。反物质的存储与安全使用，作为最高效的推进剂，其“磁性陷阱稳定度”的工程挑战也将被详尽分析。 3. 人类文明的“休眠”与“唤醒”：冷冻与模拟意识 漫长的旅程迫使我们重新思考“旅行者”的定义。本书将比较“深度冷冻休眠”（Cryosleep）的生物学极限与“意识上传与模拟环境”的可行性。我们审视了如何将复杂的人类意识信息精确地数字化，并在一个高度拟真的虚拟环境中维持“旅行者”的精神健康与社会结构，直到抵达目标星系。这部分涉及前沿神经科学与信息物理学的交叉领域。 第三部分：穿越时间的悖论——星际航行中的信息与因果律 成功的星际航行不仅仅是空间的穿越，更是对时间和信息流的控制。 1. 相对论性时间膨胀的社会影响 即使使用曲速驱动，接近光速的旅行依然会导致显著的时间膨胀。本书探讨了“单向殖民任务”中，地球文明与“远征者”之间因时间流速差异导致的社会、文化和哲学断裂。我们模拟了数百年后返回的“远征者”如何面对一个技术和文化可能已完全陌生的母星，以及如何在飞船内部建立一个可持续的、自洽的社会结构。 2. 量子纠缠：超光速通信的最后希望 狭义相对论禁止超光速的信息传递，但量子纠缠的“非定域性”提供了理论上的可能性。本书将详细剖析“量子隐形传态”（Quantum Teleportation）在宏观尺度上应用于信息传输的限制。我们探讨了如何利用稳定、可控的纠缠对，建立一个横跨数光年的“量子信道”，即使无法即时传输物质，也能保证关键数据的同步更新。这要求我们在星际间部署大量的“量子中继站”或利用先进的引力透镜效应来增强信号。 3. 新物理学的预见：对基础常数的重新审视 星际航行的成功可能依赖于发现现有标准模型之外的新物理学。我们假设，如果某些基础物理常数（如精细结构常数）在宇宙的不同区域或不同时空曲率下略有不同，这种“局部变异”是否可以被工程学利用来降低推进所需的能量门槛？本书将对这些“微调”的可能性进行推演，将其视为工程手段，而非纯粹的理论发现。 《星际漫游：宇宙航行的物理学》旨在激发读者对物理学前沿的深刻思考，将科幻的浪漫想象建立在最严谨的理论框架之上，为人类迈向星辰大海的征途，描绘一幅既充满挑战又充满希望的蓝图。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我惊喜的一点，是它在处理“不确定性”和“哲学思辨”时所展现出的那种克制而深刻的态度。在探讨那些至今仍困扰着顶尖物理学家的未解之谜时，作者没有急于给出一个站得住脚的结论，而是选择坦诚地展示当前的困境和各种假说的优劣。这种对科学局限性的诚实，反而建立了一种更深层次的信任感。它鼓励读者去拥抱知识的边界，去享受“不知道”带来的探索欲。与其说这是一本知识手册，不如说它是一场精神的远足，引领我们穿过清晰的定理，走向那些充满迷雾的猜想之地，让我们反思“实在”的本质究竟是什么。

评分☆☆☆☆☆

这部书的装帧设计实在让人眼前一亮，那种沉稳的墨绿色配上手绘的星空图案，光是捧在手里就能感受到一种厚重与深邃。书页的纸张质地也十分考究，触感温润，油墨的散发着一种淡淡的纸香，让人忍不住想要立刻沉浸其中。我尤其欣赏作者在版式上的用心，那些精美的插图和图表，不仅仅是装饰，更是对复杂概念的有力佐证，使得阅读过程变成了一种视觉与智力的双重享受。拿到手的时候，那种期待感简直快要溢出来了，感觉自己不是在拆开一本新书，而是在开启一个通往未知世界的密道。这本书的开篇导语，寥寥数语就将整部作品的基调定得极准，既有历史的沧桑感，又不乏对未来探索的激情，这种恰到好处的平衡感，是很多科普读物难以企及的。我迫不及待地想翻到后面，看看作者是如何驾驭如此宏大叙事架构的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得简直是教科书级别的典范。它不像有些严肃的学术著作那样佶屈聱牙，让人望而却步；也不同于某些过于通俗的读物，为了追求趣味性而牺牲了内容的严谨性。作者似乎有一种魔力，总能在关键的转折点上，巧妙地引入一个引人入胜的历史轶事，或者是一个足以颠覆固有认知的思想实验，从而自然地将读者的注意力重新聚焦到核心的物理学原理上。读到某处关于“观察者效应”的讨论时，我甚至能感受到那种近乎于戏剧性的张力，仿佛亲历了科学家们在实验室里与未知搏斗的艰难时刻。这种流畅且富有层次感的铺陈，使得即便是涉及到相对复杂的时间和空间概念，也能被读者轻松消化吸收，绝无半点生硬的堆砌感。

评分☆☆☆☆☆

从文笔风格上来看，这本书展现出一种非常独特的个人气质，它不像那种为了迎合大众而过度简化的科普读物，而是带着一种知识分子特有的沉静与力量。语言精准，用词考究，偶尔出现的比喻也极富画面感和冲击力，绝非陈词滥调。我注意到作者在描述某些抽象概念时，会特意采用一种近乎诗意的语言，这种“以美承载真理”的手法，极大地提升了阅读的愉悦度和持久性。读完一个章节后，那种知识被填充的充实感，伴随着对宇宙运行规律的全新理解，让人久久不能平静，甚至影响到了我日常观察天空和思考日常问题的角度，这无疑是一本能够真正“改变看世界方式”的佳作。

评分☆☆☆☆☆

我必须得说，作者对科学史脉络的梳理达到了一个极高的境界。他并没有将科学史简单地视作一系列孤立的发明发现的串联，而是将其描绘成一幅宏大的人类认知演变图景。每一次理论的突破，都不是凭空出现的，而是建立在前人无数次失败、修正和思想碰撞的基础之上。特别是对那些关键科学家的心理侧写，描绘得入木三分，你能感受到他们面对宇宙终极奥秘时的那种敬畏、孤独与偏执。书中对某些被主流理论边缘化但同样重要的思想流派的尊重与探讨，也展现了作者开阔的学术视野，这让整本书的格局瞬间被打开，不再局限于“标准答案”，而是充满了对“可能性”的深思。这种对历史深层动力的挖掘，远超出了纯粹的知识传授范畴。